Scale-up study of spouted beds using computational fluid dynamics

Authors

  • Rodrigo Béttega,

    1. Department of Chemical Engineering, Federal University of São Carlos, Rod. Washington Luiz - Km 235, P.O. Box 676, 13565-905, São Carlos, SP, Brazil
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  • Ronaldo Guimarães Corrêa,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, Federal University of São Carlos, Rod. Washington Luiz - Km 235, P.O. Box 676, 13565-905, São Carlos, SP, Brazil
    • Department of Chemical Engineering, Federal University of São Carlos, Rod. Washington Luiz - Km 235, P.O. Box 676, 13565-905, São Carlos, SP, Brazil
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  • José Teixeira Freire

    1. Department of Chemical Engineering, Federal University of São Carlos, Rod. Washington Luiz - Km 235, P.O. Box 676, 13565-905, São Carlos, SP, Brazil
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Abstract

This work presents a numerical study of the hydrodynamic of spouted beds using computational fluid dynamics (CFD) simulation. Scaling relationships proposed by He et al. [He et al., Chem. Eng. Sci. 1997;52:329–339] for spouted bed systems based on similitude method are numerically investigated using CFD simulation. In the present work it is verified that the spouted bed scale-up relationships of He et al. [He et al., Chem. Eng. Sci. 1997;52:329–339] produce good numerical results when all of the scale-up relationships are satisfied. It is also verified the behaviour of the numerical results when the scaling procedure is applied in a practical condition. In this case, the properties of fluid and solid are kept constant, which is a real situation of a scale-up procedure in a spouted bed used for drying of grains. In this work it is possible to verify that CFD simulation is a useful tool to evaluate similitude methods in spouted bed (multiphase flow) systems. The commercial package FLUENT 6.3.26 was used in all simulations.

Abstract

Cet exposé présente une étude numérique de l'hydrodynamique des lits jaillissants à l'aide d'une simulation de la dynamique des fluides computationnelle (CFD). Les relations d'échelle proposées par He et al. [He et al., Chem. Eng. Sci. 1997;52:329–339] pour les systèmes de lit jaillissant, basées sur une méthode de similitude, sont investiguées numériquement à l'aide de la simulation CFD. Dans ce travail, il est vérifié que les relations d'échelle des lits jaillissants de He et al. [He et al., Chem. Eng. Sci. 1997;52:329–339] donnent de bons résultats numériques lorsque toutes les relations d'échelle sont satisfaites. Le comportement des résultats numériques est également vérifié lorsque la procédure d'échelle est appliquée dans un environnement pratique. Dans ce cas, les propriétés des fluides et des solides sont maintenues constantes, ce qui représente la situation réelle d'une procédure d'échelle dans un lit jaillissant utilisé pour le séchage des grains. Il est possible dans ce travail de vérifier que la simulation CFD est un outil utile pour évaluer les méthodes de similitude des systèmes de lits jaillissants (écoulement multiphase). Le logiciel commercial FLUENT 6.3.26 a été utilisé pour toutes les simulations.

Ancillary